เรากำลังจะสร้างวงจรตรวจจับแสงอย่างง่ายหรือเครื่องตรวจจับแสงโดยใช้ LDR ซึ่งเป็นเซนเซอร์ตรวจจับแสงแบบทานเพื่อควบคุมการเปิด - ปิดของระบบที่เกี่ยวข้องกับความเข้มของแสงที่ตกกระทบ
ส่วนประกอบที่ต้องการ:
- LDR (ตัวต้านทานแบบพึ่งพาแสง)
- BC547 ทรานซิสเตอร์
- LED
- แบตเตอรี่ 9V DC
- โพเทนชิออมิเตอร์ (5KΩ)
- ตัวต้านทาน (1KΩ)
- สายเชื่อมต่อ
- เขียงหั่นขนม
LDR (ตัวต้านทานแบบพึ่งพาแสง):
มีตัวรับแสงจำนวนมาก แต่สิ่งที่พบได้ทั่วไปราคาไม่แพงและใช้งานง่ายคือ LDR ซึ่งทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้ในสภาพที่ขรุขระ
LDRเป็นที่รู้จักกันในชื่อตัวต้านทานภาพถ่ายเนื่องจากความต้านทานจะแตกต่างกันไปตามรูปแบบของโฟตอนหรือแสงที่ตกลงมา LDR ส่วนใหญ่ทำโดยใช้แคดเมียมซัลไฟด์ (CdS) ซึ่งเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ดังที่เห็นในภาพด้านล่าง LDR เป็นอุปกรณ์ปลายทางสองเครื่องที่มีเส้นทางซิกแซกจากปลายด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่ง มีชั้นแยกด้านบนด้านล่างมี CdS
ในที่มืดความต้านทานของ LDR จะสูงมากในช่วงMΩซึ่งจะลดลงเมื่อสัมผัสกับแสง สัญลักษณ์ LDR และความสัมพันธ์ในภาพกับแสงและความต้านทานแสดงอยู่ด้านล่าง
แผนภาพวงจรเซ็นเซอร์ตรวจจับแสง:
วงจรของเครื่องตรวจจับแสงนั้นง่ายมากและง่ายต่อการสร้างโดยมีส่วนประกอบน้อยมาก ดังที่คุณเห็นในแผนภาพวงจร LDRมันสามารถแยกแยะได้เป็นสองวงจรที่เล็กกว่า a) ตัวแบ่งแรงดันที่ทำโดยใช้ LDR (LDR1) และโพเทนชิออมิเตอร์ (RV1) b) เอาต์พุต (LED D1) ในวงจรสวิตชิ่งของเราที่ทำโดยใช้ทรานซิสเตอร์ BC547 Q1
วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้าจะแบ่ง VCC = 9V DC ทั้งหมดออกเป็นระดับแรงดันไฟฟ้า 2 ชุดโดยใช้ตัวต้านทานสองชุดทำให้สามารถให้อินพุตทั้งหมดบางส่วนไปยังเอาต์พุต ในกรณีของเราแรงดันไฟฟ้าข้าม RV1 จะถูกกำหนดให้กับทรานซิสเตอร์ Q1
ให้เราเข้าใจ ส่วนก) ตัวแบ่งแรงดันและการคำนวณอย่างง่าย:
สูตรทั่วไปสำหรับการคำนวณเอาต์พุตตัวแบ่งแรงดัน V Oพร้อมตัวต้านทาน R1 และ R2 และอินพุต V IN: -
ในการคำนวณ Vo (V R2) เราต้องพิจารณา R2 หารด้วยผลรวมของตัวต้านทานสองตัว R1 และ R2 คูณด้วยแรงดันไฟฟ้าอินพุตทั้งหมด V IN;
Vo = × V IN
ในทำนองเดียวกันในวงจรของเราเราต้องคำนวณแรงดันไฟฟ้า o / p ของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าเช่น V RV1
V RV1 = × V IN
สูตรข้างต้นสามารถใช้สำหรับค่าคงที่ได้อย่างแม่นยำ
อย่างไรก็ตามในกรณีของเราเมื่อ LDR ตรวจพบแสงและ LED ติดสว่างผลลัพธ์ดังต่อไปนี้:
V IN = 9V, RV1 = 1k Ω (ตำแหน่งหม้อ), V RV1 = 0.7 V; R LDR1 = 11857 Ω (≈11kΩ -12k Ω)
ที่นี่เราได้ใช้ตัวต้านทานตัวแปร RV2 เพื่อเลือกความไวของ LDR เพื่อปิดในที่มืดนั่นคือเราสามารถเลือกได้ว่าไฟ LED ควรจะปิดเร็วแค่ไหนหรือที่ความเข้มเท่าใด วิธีนี้เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพและความต้องการและวัตถุประสงค์ของแสงจำนวนมากของเราสามารถทำได้โดยใช้หม้อแปร หม้อช่วยให้เรามีความยืดหยุ่นในการตัดสินใจแรงดันไฟฟ้าตามการใช้งานที่แตกต่างกัน
ส่วน b) เป็นวงจรเปิด / ปิดสวิตช์ทรานซิสเตอร์อย่างง่าย อย่างที่เราทราบกันดีว่าทรานซิสเตอร์ BC547 เปิดอยู่เมื่อฐานของมันเป็นแรงดันไฟฟ้าตัวปล่อย≥0.7 V และจะดับถ้า <0.7 V.
ภาพด้านบนแสดงการจำลองวงจร LDR นี้เมื่อมืดไฟ LED จะดับและเมื่อมีแสงไฟ LED จะเปิดขึ้น